CN116143331A - 一种冬虫夏草菌液体发酵滤液的回收利用系统及其方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及废液回收领域，具体公开了一种冬虫夏草菌液体发酵滤液的回收利用系统及其方法。其回收利用系统包括发酵设备、固液分离设备、袋式过滤器、超滤膜设备和反渗透设备，发酵设备、固液分离设备、袋式过滤器、超滤膜设备和反渗透设备依次通过管道连接，反渗透设备出口设置有透析液出口端和浓缩液出口端，透析液出口端连接有灭菌设备，浓缩液出口端连接有干燥设备，浓缩液出口端还与发酵设备入口端通过管道连接，滤液由液体输送泵从上一个设备输送至下一个设备，具有使发酵滤液废水处理稳定达标优点。

Description

一种冬虫夏草菌液体发酵滤液的回收利用系统及其方法
技术领域
本申请涉及废液回收领域，更具体地说，它涉及一种冬虫夏草菌液体发酵滤液的回收利用系统及其方法。
背景技术
冬虫夏草是一类珍贵的传统真菌药材资源，具有代谢产物和生物活性多样的特点，在生物医药领域展现出巨大的应用和发展前景。
近年来，科研工作者们对冬虫夏草进行了长期而深入的研究，通过人工介入的方式增加冬虫夏草的产出，目前有全人工培植、半野生培植及全野生培植等方式，其中采用固体或液体发酵技术可以实现虫草菌丝体的规模产业化。众所周知，有的发酵产品包含在发酵滤液中，而有的发酵产品则包含在菌体中，而经过滤去除菌丝体后的发酵滤液并不一定含有一定量的活性成分，更多的是含有危害的次级代谢产物，不一定具有循环利用的价值。在业内，考虑到生产成本以及发酵过程的复杂性，没有对冬虫夏草的发酵滤液和其中有效成分进行研究，发酵滤液一般被当成废水处理。
但由于发酵滤液的化学需氧量、生物需氧量非常高，且发酵滤液中含有少量的重金属离子等容易造成环境污染的物质，若直接当废水排放会对环境造成一定的危害，因此必须经过废水处理达到行业废水排放标准后直接排放。
目前一般采用电渗析法处理发酵滤液，但该种方法耗电量大，并且冬虫夏草菌液体深层发酵废液有机物含量高且成分非常不稳定，化学需氧量甚至超过30000mg/L、生物需氧量甚至超过10000mg/L、氨氮超过300mg/L，所以采用电渗析处理回用水很难稳定达标而回收利用。
发明内容
为了发酵滤液废水处理稳定达标，本申请提供一种冬虫夏草菌液体发酵滤液的回收利用系统及其方法。
第一方面，本申请提供一种冬虫夏草菌液体发酵滤液的回收利用系统，采用如下的技术方案：
一种冬虫夏草菌液体发酵滤液的回收利用系统，包括发酵设备、固液分离设备、袋式过滤器、超滤膜设备和反渗透设备，所述发酵设备、固液分离设备、袋式过滤器、超滤膜设备和反渗透设备依次通过管道连接，所述反渗透设备出口设置有透析液出口端和浓缩液出口端，所述透析液出口端连接有灭菌设备，所述浓缩液出口端连接有干燥设备，所述浓缩液出口端还与发酵设备入口端通过管道连接，所述滤液由液体输送泵从上一个设备输送至下一个设备。
通过采用上述技术方案，将冬虫夏草菌液体料液在发酵设备中进行深层发酵后，转移至固液分离设备进行固液分离，以液体输送泵为驱动，分别经过袋式过滤器、超滤膜设备和反渗透设备依次过滤，在一定的压力差下，利用各过滤设备的膜对不同物质截留率的不同，使大分子完全被截留在浓缩液内，而小分子物质透过膜得以分离。
本申请中袋式过滤器对菌液体料液粗过滤，以除去大颗粒杂质，减少对后续设备的损害。超滤膜设备的超滤膜过滤精度0.1～0.001μm，能比较彻底滤除水中的细菌、胶体、悬浮物等有害物质，能保留部分水中对人体有益的微量元素和矿物质，杂质超浓缩水由排放阀排出；同时超滤膜设备利用自来水压提供动力，不耗电，滤芯的更换也相当方便。但对于农药、激素、重金属等过滤能力欠缺，过滤出来的水不能直接饮用，还需烧开才行。
反渗透设备的反渗透膜的过滤精度可达0.0001μm，膜孔径小至纳米级别，它是利用膜孔隙的选择透过性进行两相分离的技术，以膜两侧的压力差为推动力，使溶剂、无机离子、小分子等透过膜，而截留微粒及大分子，实现分子级过滤，其选择性强，操作过程简单，适用范围广，能耗低。在一定的压力下，水分子可以通过RO膜，而源水中的无机盐、重金属离子、有机物、胶体、细菌、病毒等杂质无法通过RO膜，从而使可以透过的纯水和无法透过的浓缩水严格区分开来。
综上，采用本申请中的发酵滤液回收系统，发酵滤液废水处理稳定达标，经过处理得到的回用水达到《生活饮用卫生标准》(GB5749～2006)的质量要求，并且回用水的质量稳定，扩大了冬虫夏草菌发酵滤液回用水的应用范围。
优选的，所述超滤膜设备和反渗透设备入口端均设置有流量控制阀。
通过采用上述技术方案，在超滤膜设备和反渗透设备入口端均设置流量控制阀，可有效控制进水流量，使得进入设备的流量可控，既能使设备稳定运行，使设备免受大流量的冲击，又能有效过滤滤液中的各种杂质。
优选的，所述超滤膜设备入口端和出口端连接pH自动调节装置，所述pH自动调节装置连接PLC控制系统。
通过采用上述技术方案，PLC控制系统将输入的各信息量进行一定运算，根据pH测定值准确地计算出需要的中和剂的计量值，准确控制滤液通过量。
优选的，所述反渗透设备与发酵设备之间设置有第一换热器，所述袋式过滤器和超滤膜设备之间设置有第二换热器，所述超滤膜设备和反渗透设备之间设置有温度传感器和压力传感器，所述温度传感器和压力传感器均与PLC控制系统通讯连接。
通过采用上述技术方案，由于循环时间长了滤液会被设备加热，在反渗透设备与发酵设备之间设置第一换热器，袋式过滤器和超滤膜设备之间设置第二换热器，能够有效降温，使滤液保持恒定的较低的温度。
第二方面，本申请提供一种冬虫夏草菌液体发酵滤液的回收利用方法，采用如下的技术方案：
一种冬虫夏草菌液体发酵滤液的回收利用方法，包括以下步骤：
步骤S1：采用发酵设备将冬虫夏草菌液体进行深层发酵，得到发酵液；
步骤S2：采用固液分离设备将发酵液进行固液分离，过滤，得到滤液原水；
步骤S3：将滤液原水通过5～100μm袋式过滤器进行粗过滤，得到粗滤液；
步骤S4：将粗滤液通过孔径为50～300nm的超滤膜进行二次过滤，得到透过液；
步骤S5：将透过液通过孔径为0.1～2nm的反渗透膜进行细过滤，得到透析液和浓缩液；
步骤S6：将透析液进行灭菌处理，得到合格回用水；将浓缩液再次深层发酵后多次循环上述步骤再进行干燥处理，得到干燥制品。
通过采用上述技术方案，本方法适合规模化生产，通过本方法制备的冬虫夏草菌发酵滤液回用水达到《生活饮用卫生标准》(GB5749～2006)的质量要求，并且回用水的质量稳定，扩大了冬虫夏草菌发酵滤液回用水的应用范围。通过本方法可以达到冬虫夏草菌发酵滤液废水的“零”排放，并且有效的回收利用了水资源，杜绝了环境污染的可能性，节约了环保成本。此外，由于冬虫夏草菌发酵滤液中富含氨基酸、虫草多糖、甘露醇、腺苷等很多有效成分以及大量微量元素，通过本方法可以全部回收冬虫夏草菌发酵滤液中的有效成分，为获得高附加值产品的开发奠定了基础，极大地提高了冬虫夏草菌发酵滤液的附加值。
优选的，步骤S1所述菌液体深层发酵包括斜面培养、种子培养、种子扩大培养、发酵培养。
通过采用上述技术方案，将菌液体经过层层发酵培养，可有效将菌液体中的有效成分提取出，进而避免有效成分大量混进滤液中，增加不必要的浪费，也为后期的滤液过滤减轻负担。
优选的，步骤S4所述超滤膜也可用陶瓷膜代替。
通过采用上述技术方案，由于超滤膜在过滤精度上要比陶瓷膜高，价格也相对于陶瓷膜要高，而陶瓷膜也能起到较好的过滤作用，可过滤滤液中有毒有害物质，还可以水洗，可以长时间使用，更换滤芯非常方便。
优选的，步骤S4或S5所述二次过滤和细过滤时进水流量为1000～10000L/h，进水温度为15～60℃，进水pH值为4.5～9.5。
通过采用上述技术方案，试验证明，在该范围内，过滤效果最佳。
优选的，步骤S6所述浓缩液浓度达到10～30％时，收集透析液，进一步灭菌后得到所述合格回用水。
通过采用上述技术方案，当浓缩液浓度太低时，便开始收集透析液，势必会出现过滤不彻底的现象；当浓缩液浓度太高时，收集透析液又会增加设备的负担，故在浓缩液浓度达到10～30％时，收集透析液效果最佳。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1.本申请的回收利用系统，将冬虫夏草菌液体料液在发酵设备中进行深层发酵后，转移至固液分离设备进行固液分离，以液体输送泵为驱动，分别经过袋式过滤器、超滤膜设备和反渗透设备依次过滤，在一定的压力差下，利用各过滤设备的膜对不同物质截留率的不同，使大分子完全被截留在浓缩液内，而小分子物质透过膜得以分离，实现发酵滤液废水处理稳定达标，经过处理得到的回用水达到质量要求，并且回用水的质量稳定，扩大了冬虫夏草菌发酵滤液回用水的应用范围。
2.本申请中优选采用在反渗透设备与发酵设备之间设置第一换热器，袋式过滤器和超滤膜设备之间设置第二换热器，解决因长时间循环滤液被设备加热的问题，使滤液保持恒定的较低的温度。
3.本申请的方法，适合规模化生产，通过本方法制备的冬虫夏草菌发酵滤液回用水达到《生活饮用卫生标准》(GB5749～2006)的质量要求，并且回用水的质量稳定，扩大了冬虫夏草菌发酵滤液回用水的应用范围。通过本方法可以达到冬虫夏草菌发酵滤液废水的“零”排放，并且有效的回收利用了水资源，杜绝了环境污染的可能性，节约了环保成本。此外，由于冬虫夏草菌发酵滤液中富含氨基酸、虫草多糖、甘露醇、腺苷等很多有效成分以及大量微量元素，通过本方法可以全部回收冬虫夏草菌发酵滤液中的有效成分，为获得高附加值产品的开发奠定了基础，极大地提高了冬虫夏草菌发酵滤液的附加值。
附图说明
图1是本申请提供的方法的流程图。
图2是本申请中卷式膜DS99G试验效果对比图。
图3是本申请中碟片式反渗透～DTRO膜试验效果对比图。
附图说明：1、发酵设备；2、固液分离设备；3、袋式过滤器；4、超滤膜设备；5、反渗透设备；6、灭菌设备；7、干燥设备；8、液体输送泵；9、流量控制阀；10、pH自动调节装置；11、第一换热器；12、第二换热器；13、温度传感器；14、压力传感器。
具体实施方式
以下结合附图1和实施例对本申请作进一步详细说明。
实施例
实施例1
一种冬虫夏草菌液体发酵滤液的回收利用系统，包括发酵设备1、固液分离设备2、袋式过滤器3、超滤膜设备4和反渗透设备5，所述发酵设备1、固液分离设备2、袋式过滤器3、超滤膜设备4和反渗透设备5依次通过管道连接，所述反渗透设备5出口设置有透析液出口端和浓缩液出口端，所述透析液出口端连接有灭菌设备6，所述浓缩液出口端连接有干燥设备7，所述浓缩液出口端还与发酵设备1入口端通过管道连接，所述滤液由液体输送泵8从上一个设备输送至下一个设备。
所述超滤膜设备4和反渗透设备5入口端均设置有流量控制阀9。
所述超滤膜设备4入口端和出口端连接pH自动调节装置10，所述pH自动调节装置10连接PLC控制系统。
所述反渗透设备5与发酵设备1之间设置有第一换热器11，所述袋式过滤器3和超滤膜设备4之间设置有第二换热器12，所述超滤膜设备4和反渗透设备5之间设置有温度传感器13和压力传感器14，所述温度传感器13和压力传感器14均与PLC控制系统通讯连接。
一种冬虫夏草菌液体发酵滤液的回收利用方法，包括以下步骤：
步骤S1：采用发酵设备将冬虫夏草菌液体进行深层发酵，得到发酵液；
步骤S2：采用固液分离设备将发酵液进行固液分离，过滤，得到滤液原水；
步骤S3：将滤液原水通过5μm袋式过滤器进行粗过滤，得到粗滤液；
步骤S4：将粗滤液通过孔径为50nm的超滤膜进行二次过滤，得到透过液；
步骤S5：将透过液通过孔径为0.1nm的反渗透膜进行细过滤，得到透析液和浓缩液；
步骤S6：将透析液进行灭菌处理，得到合格回用水；将浓缩液再次深层发酵后多次循环上述步骤再进行干燥处理，得到干燥制品。
本申请中，步骤S1所述菌液体深层发酵包括斜面培养、种子培养、种子扩大培养、发酵培养，所选菌种和各培养基成分和含量如下：
菌种：中国被毛孢菌
斜面培养：将中国被毛孢菌接种于斜面培养基，在16℃培养10天，获得斜面菌体；斜面培养基质量组成为：葡萄糖2.2％、玉米粉1.2％、土豆汁0.6％、酵母粉0.2％、酵母抽提物0.3％、蛋白胨1.2％、硫酸镁0.02％、磷酸二氢钾0.02％、溶剂为纯化水，pH值5.5。
种子培养：将斜面菌体接种至液体培养基，在100rmp、18℃条件下，振荡培养10天，获得种子液；种子培养基质量组成为：葡萄糖2.2％、玉米粉1.2％、土豆汁0.6％、酵母粉0.2％、酵母抽提物0.3％、蛋白胨1.2％、硫酸镁0.02％、磷酸二氢钾0.02％、溶剂为纯化水，pH值5.5。
种子扩大培养：将种子液接种到种子罐进行三级种子扩大培养，每级种子液接种量为8％，种子罐通气量为0.8vvm，培养温度18℃，种子罐培养基配制为：种子培养基为：葡萄糖2.2％、玉米粉1.2％、土豆汁0.6％、酵母膏0.6％、酵母粉0.2％、酵母抽提物0.1％、蚕蛹粉0.1％、蛋白胨1.2％、硫酸镁0.02％、磷酸二氢钾0.02％、溶剂为纯化水，pH值5.5。
发酵培养：取三级种子培养罐种子液接种到发酵罐中进行发酵培养，接种量为10％，种子罐通气量为0.8vvm，培养温度18℃，种子罐培养基配制为：种子培养基为：葡萄糖2.2％、玉米粉1.2％、酵母膏0.6％、酵母粉0.2％、酵母抽提物0.3％、蚕蛹粉0.5％、蛋白胨0.8％、硫酸镁0.02％、磷酸二氢钾0.02％、溶剂为纯化水，pH值6.0。
步骤S4所述超滤膜为中空纤维超滤膜，膜芯型号为DS98G，所述超滤膜也可用陶瓷膜代替。
步骤S4或S5所述二次过滤和细过滤时进水流量为1000L/h，进水温度为15℃，进水pH值为4.5。
步骤S6所述浓缩液浓度达到10％时，收集透析液，进一步灭菌后得到所述合格回用水。
实施例2
一种冬虫夏草菌液体发酵滤液的回收利用系统，包括发酵设备1、固液分离设备2、袋式过滤器3、超滤膜设备4和反渗透设备5，所述发酵设备1、固液分离设备2、袋式过滤器3、超滤膜设备4和反渗透设备5依次通过管道连接，所述反渗透设备5出口设置有透析液出口端和浓缩液出口端，所述透析液出口端连接有灭菌设备6，所述浓缩液出口端连接有干燥设备7，所述浓缩液出口端还与发酵设备1入口端通过管道连接，所述滤液由液体输送泵8从上一个设备输送至下一个设备。
所述超滤膜设备4和反渗透设备5入口端均设置有流量控制阀9。
所述超滤膜设备4入口端和出口端连接pH自动调节装置10，所述pH自动调节装置10连接PLC控制系统。
所述反渗透设备5与发酵设备1之间设置有第一换热器11，所述袋式过滤器3和超滤膜设备4之间设置有第二换热器12，所述超滤膜设备4和反渗透设备5之间设置有温度传感器13和压力传感器14，所述温度传感器13和压力传感器14均与PLC控制系统通讯连接。
一种冬虫夏草菌液体发酵滤液的回收利用方法，包括以下步骤：
步骤S1：采用发酵设备将冬虫夏草菌液体进行深层发酵，得到发酵液；
步骤S2：采用固液分离设备将发酵液进行固液分离，过滤，得到滤液原水；
步骤S3：将滤液原水通过20μm袋式过滤器进行粗过滤，得到粗滤液；
步骤S4：将粗滤液通过孔径为100nm的超滤膜进行二次过滤，得到透过液；
步骤S5：将透过液通过孔径为0.6nm的反渗透膜进行细过滤，得到透析液和浓缩液；
步骤S6：将透析液进行灭菌处理，得到合格回用水；将浓缩液再次深层发酵后多次循环上述步骤再进行干燥处理，得到干燥制品。
步骤S1所述菌液体深层发酵包括斜面培养、种子培养、种子扩大培养、发酵培养。所选菌种和各培养基成分和含量如下：
菌种：中国被毛孢菌
斜面培养：将中国被毛孢菌接种于斜面培养基，在16℃培养10天，获得斜面菌体；斜面培养基质量组成为：葡萄糖2.2％、玉米粉1.2％、土豆汁0.6％、酵母粉0.2％、酵母抽提物0.3％、蛋白胨1.2％、硫酸镁0.02％、磷酸二氢钾0.02％、溶剂为纯化水，pH值5.5。
种子培养：将斜面菌体接种至液体培养基，在100rmp、18℃条件下，振荡培养10天，获得种子液；种子培养基质量组成为：葡萄糖2.2％、玉米粉1.2％、土豆汁0.6％、酵母粉0.2％、酵母抽提物0.3％、蛋白胨1.2％、硫酸镁0.02％、磷酸二氢钾0.02％、溶剂为纯化水，pH值5.5。
种子扩大培养：将种子液接种到种子罐进行三级种子扩大培养，每级种子液接种量为8％，种子罐通气量为0.8vvm，培养温度18℃，种子罐培养基配制为：种子培养基为：葡萄糖2.2％、玉米粉1.2％、土豆汁0.6％、酵母膏0.6％、酵母粉0.2％、酵母抽提物0.1％、蚕蛹粉0.1％、蛋白胨1.2％、硫酸镁0.02％、磷酸二氢钾0.02％、溶剂为纯化水，pH值5.5。
发酵培养：取三级种子培养罐种子液接种到发酵罐中进行发酵培养，接种量为10％，种子罐通气量为0.8vvm，培养温度18℃，种子罐培养基配制为：种子培养基为：葡萄糖2.2％、玉米粉1.2％、酵母膏0.6％、酵母粉0.2％、酵母抽提物0.3％、蚕蛹粉0.5％、蛋白胨0.8％、硫酸镁0.02％、磷酸二氢钾0.02％、溶剂为纯化水，pH值6.0。
步骤S4所述超滤膜为中空纤维超滤膜，膜芯型号为DS99G，所述超滤膜也可用陶瓷膜代替。
步骤S4或S5所述二次过滤和细过滤时进水流量为2000L/h，进水温度为25℃，进水pH值为6.0。
步骤S6所述浓缩液浓度达到15％时，收集透析液，进一步灭菌后得到所述合格回用水。
实施例3
一种冬虫夏草菌液体发酵滤液的回收利用系统，包括发酵设备1、固液分离设备2、袋式过滤器3、超滤膜设备4和反渗透设备5，所述发酵设备1、固液分离设备2、袋式过滤器3、超滤膜设备4和反渗透设备5依次通过管道连接，所述反渗透设备5出口设置有透析液出口端和浓缩液出口端，所述透析液出口端连接有灭菌设备6，所述浓缩液出口端连接有干燥设备7，所述浓缩液出口端还与发酵设备1入口端通过管道连接，所述滤液由液体输送泵8从上一个设备输送至下一个设备。
所述超滤膜设备4和反渗透设备5入口端均设置有流量控制阀9。
所述超滤膜设备4入口端和出口端连接pH自动调节装置10，所述pH自动调节装置10连接PLC控制系统。
所述反渗透设备5与发酵设备1之间设置有第一换热器11，所述袋式过滤器3和超滤膜设备4之间设置有第二换热器12，所述超滤膜设备4和反渗透设备5之间设置有温度传感器13和压力传感器14，所述温度传感器13和压力传感器14均与PLC控制系统通讯连接。
一种冬虫夏草菌液体发酵滤液的回收利用方法，包括以下步骤：
步骤S1：采用发酵设备将冬虫夏草菌液体进行深层发酵，得到发酵液；
步骤S2：采用固液分离设备将发酵液进行固液分离，过滤，得到滤液原水；
步骤S3：将滤液原水通过40μm袋式过滤器进行粗过滤，得到粗滤液；
步骤S4：将粗滤液通过孔径为150nm的超滤膜进行二次过滤，得到透过液；
步骤S5：将透过液通过孔径为1.0nm的反渗透膜进行细过滤，得到透析液和浓缩液；
步骤S6：将透析液进行灭菌处理，得到合格回用水；将浓缩液再次深层发酵后多次循环上述步骤再进行干燥处理，得到干燥制品。
步骤S1所述菌液体深层发酵包括斜面培养、种子培养、种子扩大培养、发酵培养。所选菌种和各培养基成分和含量如下：
菌种：中国被毛孢菌
斜面培养：将中国被毛孢菌接种于斜面培养基，在20℃培养25天，获得斜面菌体；斜面培养基质量组成为：葡萄糖2.6％、玉米粉1.5％、土豆汁0.8％、酵母粉0.4％、酵母抽提物0.6％、蛋白胨1.5％、硫酸镁0.04％、磷酸二氢钾0.04％、溶剂为纯化水，pH值6.5。
种子培养：将斜面菌体接种至液体培养基，在200rmp、20℃条件下，振荡培养30天，获得种子液；种子培养基质量组成为：葡萄糖2.6％、玉米粉1.5％、土豆汁0.8％、酵母粉0.4％、酵母抽提物0.6％、蛋白胨1.5％、硫酸镁0.04％、磷酸二氢钾0.04％、溶剂为纯化水，pH值6.5。
种子扩大培养：将种子液接种到种子罐进行三级种子扩大培养，每级种子液接种量为18％，种子罐通气量为1.2vvm，培养温度20℃，种子罐培养基配制为：种子培养基为：葡萄糖2.6％、玉米粉1.5％、土豆汁0.8％、酵母膏0.8％、酵母粉0.4％、酵母抽提物0.3％、蚕蛹粉0.3％、蛋白胨1.5％、硫酸镁0.04％、磷酸二氢钾0.04％、溶剂为纯化水，pH值6.5。
发酵培养：取三级种子培养罐种子液接种到发酵罐中进行发酵培养，接种量为18％，种子罐通气量为1.2vvm，培养温度20℃，种子罐培养基配制为：种子培养基为：葡萄糖2.6％、玉米粉1.5％、酵母膏0.8％、酵母粉0.4％、酵母抽提物0.6％、蚕蛹粉0.1.5％、蛋白胨1.2％、硫酸镁0.04％、磷酸二氢钾0.04％、溶剂为纯化水，pH值7.0。
步骤S4所述超滤膜为中空纤维超滤膜，膜芯型号为DS98K，所述超滤膜也可用陶瓷膜代替。
步骤S4或S5所述二次过滤和细过滤时进水流量为4000L/h，进水温度为45℃，进水pH值为8.0。
步骤S6所述浓缩液浓度达到25％时，收集透析液，进一步灭菌后得到所述合格回用水。
实施例4
一种冬虫夏草菌液体发酵滤液的回收利用系统，包括发酵设备1、固液分离设备2、袋式过滤器3、超滤膜设备4和反渗透设备5，所述发酵设备1、固液分离设备2、袋式过滤器3、超滤膜设备4和反渗透设备5依次通过管道连接，所述反渗透设备5出口设置有透析液出口端和浓缩液出口端，所述透析液出口端连接有灭菌设备6，所述浓缩液出口端连接有干燥设备7，所述浓缩液出口端还与发酵设备1入口端通过管道连接，所述滤液由液体输送泵8从上一个设备输送至下一个设备。
所述超滤膜设备4和反渗透设备5入口端均设置有流量控制阀9。
所述超滤膜设备4入口端和出口端连接pH自动调节装置10，所述pH自动调节装置10连接PLC控制系统。
所述反渗透设备5与发酵设备1之间设置有第一换热器11，所述袋式过滤器3和超滤膜设备4之间设置有第二换热器12，所述超滤膜设备4和反渗透设备5之间设置有温度传感器13和压力传感器14，所述温度传感器13和压力传感器14均与PLC控制系统通讯连接。
一种冬虫夏草菌液体发酵滤液的回收利用方法，包括以下步骤：
步骤S1：采用发酵设备将冬虫夏草菌液体进行深层发酵，得到发酵液；
步骤S2：采用固液分离设备将发酵液进行固液分离，过滤，得到滤液原水；
步骤S3：将滤液原水通过100μm袋式过滤器进行粗过滤，得到粗滤液；
步骤S4：将粗滤液通过孔径为300nm的超滤膜进行二次过滤，得到透过液；
步骤S5：将透过液通过孔径为2nm的反渗透膜进行细过滤，得到透析液和浓缩液；
步骤S6：将透析液进行灭菌处理，得到合格回用水；将浓缩液再次深层发酵后多次循环上述步骤再进行干燥处理，得到干燥制品。
步骤S1所述菌液体深层发酵包括斜面培养、种子培养、种子扩大培养、发酵培养。所选菌种和各培养基成分和含量如下：
菌种：中国被毛孢菌
斜面培养：将中国被毛孢菌接种于斜面培养基，在20℃培养25天，获得斜面菌体；斜面培养基质量组成为：葡萄糖2.6％、玉米粉1.5％、土豆汁0.8％、酵母粉0.4％、酵母抽提物0.6％、蛋白胨1.5％、硫酸镁0.04％、磷酸二氢钾0.04％、溶剂为纯化水，pH值6.5。
种子培养：将斜面菌体接种至液体培养基，在200rmp、20℃条件下，振荡培养30天，获得种子液；种子培养基质量组成为：葡萄糖2.6％、玉米粉1.5％、土豆汁0.8％、酵母粉0.4％、酵母抽提物0.6％、蛋白胨1.5％、硫酸镁0.04％、磷酸二氢钾0.04％、溶剂为纯化水，pH值6.5。
种子扩大培养：将种子液接种到种子罐进行三级种子扩大培养，每级种子液接种量为18％，种子罐通气量为1.2vvm，培养温度20℃，种子罐培养基配制为：种子培养基为：葡萄糖2.6％、玉米粉1.5％、土豆汁0.8％、酵母膏0.8％、酵母粉0.4％、酵母抽提物0.3％、蚕蛹粉0.3％、蛋白胨1.5％、硫酸镁0.04％、磷酸二氢钾0.04％、溶剂为纯化水，pH值6.5。
发酵培养：取三级种子培养罐种子液接种到发酵罐中进行发酵培养，接种量为18％，种子罐通气量为1.2vvm，培养温度20℃，种子罐培养基配制为：种子培养基为：葡萄糖2.6％、玉米粉1.5％、酵母膏0.8％、酵母粉0.4％、酵母抽提物0.6％、蚕蛹粉0.1.5％、蛋白胨1.2％、硫酸镁0.04％、磷酸二氢钾0.04％、溶剂为纯化水，pH值7.0。
步骤S4所述超滤膜为中空纤维超滤膜，膜芯型号为DTRO，所述超滤膜也可用陶瓷膜代替。
步骤S4或S5所述二次过滤和细过滤时进水流量为10000L/h，进水温度为60℃，进水pH值为9.5。
步骤S6所述浓缩液浓度达到30％时，收集透析液，进一步灭菌后得到所述合格回用水。
性能检测试验
检测方法
1.中国被毛孢菌发酵滤液回用水检测分析
收集制备的中国被毛孢菌发酵滤液回用水，按照《生活饮用卫生标准》(GB5749～2006)的质量要求进行第三方水质检测，水质检测结果详见表2。
表1检测项目、分析方法及使用仪器
Figure BDA0004020492000000151
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Figure BDA0004020492000000161
表2检测结果
Figure BDA0004020492000000162
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Figure BDA0004020492000000171
通过本方法制备的中国被毛孢菌发酵滤液回用水水质达到《生活饮用卫生标准》(GB5749～2006)的质量要求，并且每批都能稳定达标，从水质检测数据来看远高于生活饮用水标准。
2.料液含量检测
分别检测上述实施例不同阶段的样品中的糖度、电导、氨氮、多糖、氨基酸类数和氨基酸总量。
表3试验料液检测数据记录
Figure BDA0004020492000000172
Figure BDA0004020492000000181
表4物料平衡及收率表
Figure BDA0004020492000000182
由上表4可得,在物料相对平衡的情况下,DS98G和DS98K收率较低，不再考虑。DS99G共计6个批次实验，正算收率88.8％～106.2％，反算收率80.6％～100％,物料平衡99.8％～108.4％。DTRO共计3个批次实验，正算收率97.4％～101.7％，反算收率97.3％～100％,物料平衡97.4％～104.4％。因此，DS99G与DTRO两款膜的收率及物料平衡均在可接受范围。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种冬虫夏草菌液体发酵滤液的回收利用系统，其特征在于，包括发酵设备(1)、固液分离设备(2)、袋式过滤器(3)、超滤膜设备(4)和反渗透设备(5)，所述发酵设备(1)、固液分离设备(2)、袋式过滤器(3)、超滤膜设备(4)和反渗透设备(5)依次通过管道连接，所述反渗透设备(5)出口设置有透析液出口端和浓缩液出口端，所述透析液出口端连接有灭菌设备(6)，所述浓缩液出口端连接有干燥设备(7)，所述浓缩液出口端还与发酵设备(1)入口端通过管道连接，所述滤液由液体输送泵(8)从上一个设备输送至下一个设备。
2.根据权利要求1所述的一种冬虫夏草菌液体发酵滤液的回收利用系统，其特征在于，所述超滤膜设备(4)和反渗透设备(5)入口端均设置有流量控制阀(9)。
3.根据权利要求1所述的一种冬虫夏草菌液体发酵滤液的回收利用系统，其特征在于，所述超滤膜设备(4)入口端和出口端连接pH自动调节装置(10)，所述pH自动调节装置(10)连接PLC控制系统。
4.根据权利要求2所述的一种冬虫夏草菌液体发酵滤液的回收利用系统，其特征在于，所述反渗透设备(5)与发酵设备(1)之间设置有第一换热器(11)，所述袋式过滤器(3)和超滤膜设备(4)之间设置有第二换热器(12)，所述超滤膜设备(4)和反渗透设备(5)之间设置有温度传感器(13)和压力传感器(14)，所述温度传感器(13)和压力传感器(14)均与PLC控制系统通讯连接。
5.一种冬虫夏草菌液体发酵滤液的回收利用方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：采用发酵设备将冬虫夏草菌液体进行深层发酵，得到发酵液；
步骤S2：采用固液分离设备将发酵液进行固液分离，过滤，得到滤液原水；
步骤S3：将滤液原水通过5～100μm袋式过滤器进行粗过滤，得到粗滤液；
步骤S4：将粗滤液通过孔径为50～300nm的超滤膜进行二次过滤，得到透过液；
步骤S5：将透过液通过孔径为0.1～2nm的反渗透膜进行细过滤，得到透析液和浓缩液；
步骤S6：将透析液进行灭菌处理，得到合格回用水；将浓缩液再次深层发酵后多次循环上述步骤再进行干燥处理，得到干燥制品。
6.根据权利要求1所述的一种冬虫夏草菌液体发酵滤液的回收利用方法，其特征在于，步骤S1所述菌液体深层发酵包括斜面培养、种子培养、种子扩大培养、发酵培养。
7.根据权利要求1所述的一种冬虫夏草菌液体发酵滤液的回收利用方法，其特征在于，步骤S4所述超滤膜也可用陶瓷膜代替。
8.根据权利要求1所述的一种冬虫夏草菌液体发酵滤液的回收利用方法，其特征在于，步骤S4或S5所述二次过滤和细过滤时进水流量为1000～10000L/h，进水温度为15～60℃，进水pH值为4.5～9.5。
9.根据权利要求1所述的一种冬虫夏草菌液体发酵滤液的回收利用方法，其特征在于，步骤S6所述浓缩液浓度达到10～30％时，收集透析液，进一步灭菌后得到所述合格回用水。
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